ITMI20081921A1 - Dispositivo valvolare antigelo per impianti idraulici e/o di accumulo di acqua - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“DISPOSITIVO VALVOLARE ANTIGELO PER IMPIANTI IDRAULICI E/O DI ACCUMULO DI ACQUA“

SFONDO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo valvolare antigelo per impianti idraulici e/o di accumulo di acqua, in particolare adatto a prevenire il congelamento dell’acqua in impianti di accumulo di pannelli solari, in tubazioni per giardinaggio e irrigazione, in impianti idraulici di camere climatiche di stoccaggio di prodotti alimentari, o comunque in qualsiasi impianto idraulico esposto al gelo in cui, per motivi di potabilità, non sia possibile l’aggiunta di liquidi anticongelanti all’acqua.

STATO DELL’ARTE

In generale à ̈ noto l’impiego di valvole antigelo al fine di proteggere gli impianti idraulici e/o di accumulo di acqua dai danni causati dal freddo, le quali sono conformate in modo tale che, quando la temperatura atmosferica scende al di sotto di un valore prefissato, provvedono a far scorrere o a scaricare l’acqua presente nell’impianto, impedendo così la formazione di ghiaccio che potrebbe causare rotture o fessurazioni dell’impianto stesso.

Convenzionalmente, una valvola antigelo di questo genere comprende un corpo valvola allungato che presenta un’entrata per acqua, collegabile ad un impianto idraulico e/o di accumulo, ed un’uscita per l’acqua, che si aprono in una camera interna di alloggiamento per un attuatore termostatico lineare.

L’attuatore termostatico, che à ̈ supportato in modo scorrevole nella camera di alloggiamento per essere mosso da un’asta mobile di comando dell’attuatore stesso in contrapposizione ad una prima ed una seconda molla di sollecitazione disposte coassialmente fra loro, aziona un otturatore di chiusura in modo tale da portarlo da una posizione di chiusura dell’entrata del corpo valvola, mantenuta per temperature ambiente pari o superiori ad un valore prefissato, ad una posizione di apertura e di scarico dell’acqua per temperature ambiente inferiori.

Tali valvole antigelo di tipo convenzionale tuttavia presentano problemi di affidabilità nel tempo, principalmente legati sia alla formazione di incrostazioni e depositi sull’asta di comando dell’attuatore, sia all’ingresso di sporcizia nella camera interna del corpo valvola attraverso le aperture di uscita dell’acqua, con conseguente variazione della soglia di intervento della valvola, e con la possibilità che, al limite, si abbia un bloccaggio della stessa.

Inoltre, dal punto di vista costruttivo, la configurazione dell’attuatore termostatico e delle relative molle di contrasto in tali valvole antigelo convenzionali, ai fini dell’assemblaggio comporta l’adozione di un corpo valvola realizzato in più parti, implicando maggiori costi produttivi e di montaggio delle valvole stesse.

Infine la disposizione coassiale delle molle di sollecitazione comporta un elevato ingombro radiale del corpo valvola, con conseguenti limitazioni nelle possibilità di installazione della valvola.

SCOPI DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un dispositivo valvolare antigelo per impianti idraulici e/o di accumulo di acqua, che sia costruttivamente semplice e facilmente assemblabile, e che presenti una elevata affidabilità nel tempo, risultando sostanzialmente esente da problemi di incrostazioni e sporcizia sia sull’asta di comando dell’attuatore termostatico, sia nella camera di alloggiamento dello stesso.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Quanto sopra può essere conseguito mediante un dispositivo valvolare antigelo per impianti idraulici e/o di accumulo di acqua, comprendente:

- un corpo valvola avente un’entrata per acqua, collegabile ad un impianto idraulico e/o di accumulo, che si apre in una camera di alloggiamento per un attuatore termostatico lineare attraverso una sede di tenuta, detto corpo valvola presentando almeno un’uscita dell’acqua da detta camera di alloggiamento;

- un attuatore termostatico lineare supportato in modo mobile in detta camera di alloggiamento, l’attuatore presentando un corpo cilindrico da cui si protende un’asta mobile di comando; ed

- un otturatore di chiusura operativamente collegato a detto attuatore termostatico per essere mosso da una posizione di chiusura di detta sede di tenuta per temperature ambiente pari o superiori ad un valore prefissato, ad una posizione di apertura e di scarico dell’acqua per temperature ambiente inferiori, caratterizzato dal fatto che l’otturatore di chiusura à ̈ conformato con un elemento di supporto a forma di tazza scorrevole a tenuta lungo il corpo cilindrico dell’attuatore, detto elemento a forma di tazza definendo con il corpo dell’attuatore una camera chiusa in cui si protende l’asta di comando dell’attuatore per agire contro una parete di fondo dell’elemento a forma di tazza stesso,

dal fatto di comprendere primi mezzi elastici di sollecitazione disposti fra una prima estremità della camera di alloggiamento e l’otturatore di chiusura, e secondi mezzi elastici di sollecitazione disposti fra una seconda estremità opposta della camera di alloggiamento e l’attuatore lineare, e

dal fatto di comprendere mezzi di guida per l’attuatore lineare, rispettivamente per l’otturatore di chiusura, scorrevoli assialmente lungo pareti interne della camera di alloggiamento del corpo valvola. BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Queste ed ulteriori caratteristiche secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- Fig. 1 à ̈ una vista in sezione longitudinale del dispositivo valvolare antigelo secondo la presente invenzione, con l’otturatore in una posizione di apertura; e

- Fig. 2 à ̈ una ulteriore vista in sezione longitudinale del dispositivo valvolare di Fig. 1, secondo la linea 2-2, con l’otturatore in una posizione di chiusura.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Le caratteristiche generali della presente invenzione verranno illustrate qui di seguito attraverso un esempio di realizzazione.

Nelle figure 1 e 2 à ̈ illustrato il dispositivo valvolare antigelo secondo la presente invenzione, il quale à ̈ particolarmente adatto per essere installato in impianti di accumulo di pannelli solari, o serbatoi di contenimento acqua in genere, su tubazioni per giardinaggio e irrigazione, in impianti idraulici di camere climatiche di stoccaggio di prodotti alimentari, o in qualsiasi altro impianto idraulico esposto al gelo che sia collegato alla rete idrica ed in pressione, al fine di prevenire il congelamento dell’acqua presente in essi.

Il dispositivo valvolare, complessivamente indicato con il riferimento numerico 10, comprende un corpo valvola 11 che si estende secondo un asse longitudinale e presenta ad una prima estremità anteriore un’entrata 12 per acqua, collegabile ad un impianto idraulico e/o di accumulo, non illustrato, mediante un apposito raccordo 13; in particolare, nella forma di realizzazione esemplificativa illustrata in Fig. 1, l’entrata 12 per l’acqua à ̈ sotto forma di un foro laterale posto alla suddetta prima estremità del corpo valvola 11, da cui si protende radialmente un raccordo 13 comprendente un anello di connessione 13’ filettato internamente supportato per essere girevole e orientabile angolarmente secondo il proprio asse.

L’entrata 12 si apre in una camera di alloggiamento 14 interna al corpo valvola 11, in cui à ̈ disposto un attuatore termostatico lineare 15, ad esempio del tipo a cera; l’entrata 12 e la camera di alloggiamento 14 sono collegate fra loro attraverso una sede anulare di tenuta 16 per un otturatore di chiusura 17 azionato dall’attuatore lineare 15, come più avanti spiegato.

Come meglio illustrato in Fig. 2, il corpo valvola 11 presenta altresì almeno un’apertura di uscita dell’acqua dalla camera di alloggiamento 14, ad esempio un’apertura assiale 18’ ad un’estremità posteriore del corpo valvola 11 opposta all’entrata 12 ed una serie di aperture laterali 18’’ lungo il corpo valvola 11 stesso, le quali aperture permettono inoltre di esporre l’attuatore termostatico 15 alla temperatura dell’aria ambiente.

L’attuatore termostatico 15, che, come più avanti spiegato, à ̈ supportato in modo mobile nella camera di alloggiamento 14 tramite opportuni mezzi di guida, presenta un corpo cilindrico 15’ da una cui estremità si protende un’asta mobile di comando 19 azionata da un bulbo a cera 15’’, sensibile alla temperatura, posto all’estremità opposta del corpo 15’ dell’attuatore 15 stesso.

L’otturatore di chiusura 17 suddetto à ̈ operativamente collegato all’attuatore termostatico 15 per essere mosso da una posizione avanzata di chiusura della sede di tenuta 16 per temperature ambiente pari o superiori ad un valore prefissato, ad esempio 4°C, ad una posizione arretrata di apertura e di scarico dell’acqua per temperature ambiente inferiori, in modo tale da impedire il congelamento dell’acqua presente nell’impianto collegato al dispositivo valvolare antigelo 10.

In particolare, al raggiungimento del valore prefissato di temperatura ambiente, l’otturatore 17 viene portato in apertura, facendo scorrere l’acqua presente nella tubazione o nel serbatoio; nel caso in cui, come normalmente accade, l’acqua di scarico sia ad una temperatura superiore a quella dell’aria ambiente, essa, lambendo l’attuatore termostatico 15, induce una richiusura dell’otturatore 17, interrompendo il flusso e portando l’attuatore 15 ad essere esposto nuovamente alla temperatura dell’aria ambiente.

Pertanto, finché la temperatura dell’acqua di scarico risulta superiore a quella dell’aria ambiente, si ha una sequenza di aperture e richiusure dell’otturatore 17 che consente di limitare lo spreco di acqua, pur garantendo la protezione antigelo dell’impianto; nel caso in cui invece la temperatura dell’acqua di scarico e quella dell’aria ambiente siano simili, l’otturatore 17 rimane aperto, scaricando quindi un flusso costante di acqua che impedisce il congelamento dell’acqua a monte.

Secondo la presente invenzione, l’otturatore di chiusura 17 à ̈ conformato con un elemento di supporto 20 a forma di tazza scorrevole a tenuta lungo il corpo cilindrico 15’ dell’attuatore 15, in modo tale da definire con il corpo 15’ stesso dell’attuatore 15 una camera chiusa 21 in cui si protende l’asta di comando 19 dell’attuatore 15, risultando così protetta da incrostazioni e sporcizia.

In particolare, l’elemento a forma di tazza 20 risulta scorrevole coassialmente al corpo cilindrico 15’ e all’asta 19 dell’attuatore 15, con l’asta 19 che si prolunga nella camera chiusa 21 fino ad agire contro una parete di fondo 20’ dell’elemento a forma di tazza 20 stesso che porta una guarnizione a disco 22 per la chiusura a tenuta della sede anulare 16.

Al fine di formare la necessaria tenuta sul corpo cilindrico 15’ dell’attuatore 15, l’elemento a forma di tazza 20 presenta internamente una guarnizione anulare 23 disposta in un’apposita cava anulare di alloggiamento.

La suddetta configurazione vantaggiosa dell’otturatore 17 e dell’attuatore lineare 15 risulta possibile grazie anche ad una nuova disposizione dei necessari mezzi elastici di sollecitazione dell’otturatore 17 e dell’attuatore 15 stesso; in particolare, il dispositivo valvolare 10 secondo la presente invenzione comprende primi mezzi elastici di sollecitazione, ad esempio sotto forma di una prima molla elicoidale di contrasto 24, disposti fra una prima estremità anteriore della camera di alloggiamento 14 e un primo spallamento anulare 25 dell’elemento a forma di tazza 20 dell’otturatore 17, e secondi mezzi elastici di sollecitazione, ad esempio sotto forma di una seconda molla elicoidale di extra-corsa 26, disposti fra una seconda estremità posteriore opposta della camera di alloggiamento 14 ed un secondo spallamento anulare dell’attuatore lineare 15, costituito da una parte di corpo allargata 27 dell’attuatore stesso.

I mezzi elastici di sollecitazione 24, 26 così configurati presentano un ingombro radiale contenuto che permette da un lato di avere internamente al corpo valvola 11 uno spazio sufficiente per la suddetta camera chiusa 21 per l’asta di comando 19, e dall’altro lato di realizzare un corpo valvola 11 di dimensioni radiali ridotte, con conseguenti vantaggi dal punto di vista delle possibilità di installazione; inoltre, poiché la prima molla 24 agisce direttamente sull’otturatore 17 sollecitandolo nel senso dell’apertura, si scongiura il pericolo di bloccaggi dell’otturatore 17 stesso, tipico dei dispositivi di tipo convenzionale.

Il dispositivo valvolare 10 secondo la presente invenzione, comprende, come detto, mezzi di guida per l’attuatore lineare 15, sotto forma ad esempio di un anello di guida 28 che à ̈ inserito sul bulbo sensibile 15’’ e mantenuto contro la parte di corpo allargata 27 dall’azione della seconda molla di sollecitazione 26; tale anello di guida 28 presenta un bordo periferico destinato a scorrere assialmente lungo una prima parete cilindrica 29 che si estende internamente alla camera di alloggiamento 14 in corrispondenza della parte posteriore del corpo valvola 11, terminando su un lato anteriore con una superficie anulare 30 di arresto per l’anello 28.

Il dispositivo valvolare 10 comprende altresì mezzi di guida per l’otturatore di chiusura 17, ad esempio definiti dallo spallamento anulare 25 dell’elemento a forma di tazza 20, il quale presenta un bordo periferico destinato a scorrere assialmente lungo una seconda parete cilindrica 31 che si estende internamente alla camera di alloggiamento 14 in corrispondenza della parte anteriore del corpo valvola 11.

Al fine di consentire il passaggio dell’acqua fra l’entrata 12 e le uscite 18’, 18’’, l’anello di guida 28 e lo spallamento anulare 25 presentano rispettive aperture di passaggio 28’ e 25’, ad esempio ricavate lungo il bordo periferico degli stessi, come indicato in Fig. 2.

Allo scopo di permettere una semplificazione costruttiva e di assemblaggio del dispositivo, il corpo valvola 11 à ̈ preferenzialmente realizzato in pezzo unico, ad esempio tramite stampaggio a caldo di ottone, prevedendo all’estremità posteriore un’apertura assiale richiudibile tramite un apposito coperchio di chiusura 32, fissabile per avvitamento o in altro modo opportuno, al fine di consentire l’introduzione dell’attuatore 15 e dell’otturatore 17 all’interno del corpo valvola 11 stesso; in questo caso, l’uscita as siale 18’ per l’acqua à ̈ ricavata nel coperchio di chiusura 32.

Inoltre, al fine di impedire l’ingresso di sporcizia e detriti all’interno della camera 14 del corpo valvola 11, che potrebbero ostacolare il movimento di scorrimento dell’attuatore termostatico 15 e dell’otturatore 17, il dispositivo 10 secondo la presente invenzione preferenzialmente comprende apposite reti di protezione 33’, 33’’, ad esempio in materiale metallico, in corrispondenza delle aperture di uscita 18’, 18’’ dell’acqua, conseguendo così una elevata affidabilità nel tempo.

In particolare, nella forma di realizzazione illustrata, la rete di protezione 33’ per l’apertura assiale 18’ à ̈ sotto forma di una rete a forma di disco 33’ prevista internamente al coperchio di chiusura 32, mentre la rete di protezione 33’’ per le aperture laterali 18’’ à ̈ sotto forma di una rete tubolare 33’’ inserita esternamente sul corpo valvola 11 e mantenuta in posizione fra il coperchio di chiusura 32 ed un riscontro 34 previsto sul corpo valvola 11 stesso.

Quanto à ̈ stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, à ̈ stato dato a puro titolo esemplificativo ed illustrativo delle caratteristiche generali dell’invenzione, nonché di una sua forma di realizzazione preferenziale; pertanto altre modifiche e varianti al dispositivo valvolare antigelo per impianti idraulici e/o di accumulo di acqua sono possibili, senza con ciò allontanarsi dallo scopo delle rivendicazioni.

Claims (9)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo valvolare antigelo per impianti idraulici e/o di accumulo di acqua, comprendente: - un corpo valvola avente un’entrata per acqua, collegabile ad un impianto idraulico e/o di accumulo, che si apre in una camera di alloggiamento per un attuatore termostatico lineare attraverso una sede di tenuta, detto corpo valvola presentando almeno un’uscita dell’acqua da detta camera di alloggiamento; - un attuatore termostatico lineare supportato in modo mobile in detta camera di alloggiamento, l’attuatore presentando un corpo cilindrico da cui si protende un’asta mobile di comando; ed - un otturatore di chiusura operativamente collegato a detto attuatore termostatico per essere mosso da una posizione di chiusura di detta sede di tenuta per temperature ambiente pari o superiori ad un valore prefissato, ad una posizione di apertura e di scarico dell’acqua per temperature ambiente inferiori, caratterizzato dal fatto che l’otturatore di chiusura à ̈ conformato con un elemento di supporto a forma di tazza scorrevole a tenuta lungo il corpo cilindrico dell’attuatore, detto elemento a forma di tazza definendo con il corpo dell’attuatore una camera chiusa in cui si protende l’asta di comando dell’attuatore per agire contro una parete di fondo dell’elemento a forma di tazza stesso, dal fatto di comprendere primi mezzi elastici di sollecitazione disposti fra una prima estremità della camera di alloggiamento e l’otturatore di chiusura, e secondi mezzi elastici di sollecitazione disposti fra una seconda estremità opposta della camera di alloggiamento e l’attuatore lineare, e dal fatto di comprendere mezzi di guida per l’attuatore lineare, rispettivamente per l’otturatore di chiusura, scorrevoli assialmente lungo pareti interne della camera di alloggiamento del corpo valvola.
2. 2. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo valvola à ̈ realizzato in pezzo unico.
3. 3. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta entrata per l’acqua prevede un raccordo filettato, supportato per essere angolarmente girevole secondo il proprio asse.
4. 4. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di guida per l’otturatore di chiusura comprendono uno spallamento anulare che si protende esternamente su detto elemento a forma di tazza, detto spallamento anulare presentando un bordo periferico destinato a scorrere assialmente lungo una parete cilindrica interna a detta camera di alloggiamento, nonché presentando aperture di passaggio dell’acqua.
5. 5. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 4, in cui il corpo valvola si estende secondo un asse longitudinale fra un’estremità anteriore, in corrispondenza di detta entrata per l’acqua, ed un’estremità posteriore opposta, caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi elastici di sollecitazione sono sotto forma di una prima molla elicoidale di contrasto disposta fra l’estremità anteriore della camera di alloggiamento e detto spallamento anulare dell’elemento a forma di tazza dell’otturatore, e dal fatto che detti secondi mezzi elastici di sollecitazione sono sotto forma di una seconda molla elicoidale di extra-corsa disposta fra l’estremità posteriore opposta della camera di alloggiamento ed un secondo spallamento anulare dell’attuatore lineare.
6. 6. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento a forma di tazza presenta internamente una sede per una guarnizione anulare di tenuta su detto corpo cilindrico dell’attuatore.
7. 7. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di guida per l’attuatore lineare comprendono un anello di guida inserito sull’attuatore stesso, detto anello di guida presentando un bordo periferico destinato a scorrere assialmente lungo una parete cilindrica interna alla camera di alloggiamento, nonché presentando aperture di passaggio dell’acqua.
8. 8. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una rete di protezione in corrispondenza di detta almeno una uscita dell’acqua.
9. 9. Dispositivo valvolare antigelo secondo la rivendicazione 8, in cui il corpo valvola presenta un’apertura assiale di uscita dell’acqua ad un’estremità opposta all’entrata, ed una serie di aperture laterali di uscita lungo il corpo valvola stesso, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima rete di protezione a forma di disco per l’apertura di uscita assiale, nonché una seconda rete tubolare di protezione per le aperture di uscita laterali, inserita esternamente sul corpo valvola.